下文事实求是，可信！不依赖EUV光刻机！突破芯片研制极限

下文事实求是，没有炒作，可信！

不依赖EUV光刻机！我国科学家突破芯片研制极限

原创 江庆龄 中国科学报

2025年04月07日

在复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室的净化间里，身穿实验服的科研人员正向《中国科学报》记者展示手中的芯片。

二十几块金黄色的芯片整齐排列在透明的托盘上，看起来平平无奇，其中却隐藏着大玄机。每块芯片都集成了5900个基于二维半导体材料的晶体管，这是目前国际上二维逻辑功能最大规模的验证纪录，较此前最高纪录115个晶体管，一举提高了51倍。

复旦大学教授周鹏、研究员包文中联合团队突破了二维半导体电子学集成度瓶颈，完成了从材料到架构再到流片的全链条自主研发，成功研制出全球首款基于二维半导体材料的32位RISC-V架构微处理器。团队将之命名为“无极”（WUJI），寓意从无到有、没有极限。

在32位输入指令的控制下，“无极”可以实现最大为42亿的数据间的加减运算，支持GB级数据存储和访问，以及最长达10亿条精简指令集的程序编写。4月2日，相关成果发表于《自然》。

文中指出：“在纳米尺度下，硅材料并不是最好的沟道材料。面对摩尔定律逼近物理极限这一全球性挑战，二维半导体是目前国际公认的破局关键，可以认为是晶体管的‘最终形态’。”

值得一提的是，结合团队以往积累的大量材料和工艺数据以及复旦大学在人工智能（AI）方面的布局，团队开发了AI驱动的一贯式协同工艺优化技术，通过“原子级界面精准调控+全流程AI算法优化”双引擎，实现了从材料生长到集成工艺的精准控制。“利用AI算法推荐的组合，我们能够更高效地在实验室里把芯片做出来。”一个个测试数据都表明，“无极”的集成工艺优化和规模化电路程度，均达到国际同期最优水平。包文中自信地说：“我们利用国产半导体设备和开源RISC-V架构，不依赖先进的EUV光刻机，而是融合了自主研发的二维半导体全套集成工艺，为开辟一条我国全新的芯片自主研发之路奠定了基础。”

二维半导体不会取代硅”

“正如地铁出现以后，公交车依然有价值，二维半导体芯片和硅基芯片是互补的关系。”周鹏表示，“‘无极’采用微米级工艺，其功耗和纳米级芯片功耗相当，如果采用更好的光刻机设备，功耗将进一步降低，将来在对低功耗有更高要求的设备上更具优势。”

但是“‘无极’只是概念验证原型，整体性能和目前的商用芯片仍存在一定距离，当前并不具备市场优势。”

目前，团队正为“无极”的转化落地努力。一方面，他们将进一步提升二维电子器件的性能和集成度，突破当前晶体管集成度瓶颈，使其在更多应用场景中具备更强的竞争力。另一方面，在产业化进程上，团队加强与现有硅基产线技术的结合，推动核心二维特色工艺的产业化应用，并与相关企业和机构合作，使其尽快在实际产品中发挥作用。

包文中表示，过去几十年间，集成电路的发展为二维半导体芯片的产业化发展积累了丰富经验，“有理由相信，二维半导体芯片性能可以在较短时间内追上硅基芯片，最终形成和硅基芯片长期共存、应用互补的局面”。